• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.11 no.4
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• pp.163-167
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• 2001

The rotation of uniaxial anisotropy field of 700 ${\AA}$ thick sputtered NiFe thin film due to magnetic annealing was investigated. NiFe film was annealed in a magnetic field which is perpendicular to the initial induced uniaxial anisotropy field. The NiFe film becomes nearly isotropic after 1 hour annealing at 160 $^{\circ}C$. With increase of annealing temperature over 160 $^{\circ}C$, the film gets uniaxial anisotropy field again. An abrupt increase of H$\sub$c/ was observed with annealing temperature over 400 $^{\circ}C$. The X-ray diffraction analysis and Auger electron spectroscopy with Ar ion etching showed extensive grain growth in NiFe film with (111) texturing and interdiffusion with adjacent Au electrode layer by 400 $^{\circ}C$ magnetic annealing.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.31 no.8
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• pp.2170-2174
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• 2010

The surfaces of $TiO_2$ and ZnO nanoparticles have been modified by gold (Au) nanoparticles by a reduction method in solution. Their interfacial electronic structures and optical absorptions have been studied by depth-profiling X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and UV-vis absorption spectroscopy, respectively. Upon Au-modification, UV-vis absorption spectra reveal a broad surface plasmon peak at around 500 nm. For the as-prepared Au-modified $TiO_2$ and ZnO, the Au $4f_{7/2}$ XPS peaks exhibit at 83.7 and 83.9 eV, respectively. These are due to a charge transfer effect from the metal oxide support to the Au. For $TiO_2$, the larger binding energy shift from that (84.0 eV) of bulk Au could indicate that Au-modification site of $TiO_2$ is different from that of ZnO. On the basis of the XPS data with sputtering depth, we conclude that cationic (1+ and 3+) Au species, plausibly $Au(OH)_x$ (x = 1-3), commonly form mainly at the Au-$TiO_2$ and Au-ZnO interfaces. With $Ar^+$ ion sputtering, the oxidation state of Ti dramatically changes from 4+ to 3+ and 2+ while that (2+) of Zn shows no discernible change based on the binding energy position and the full-width at half maximum (FWHM).

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.51-51
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• 2008

Carbon nanotubes (CNTs) have long been reported as an ideal material due to their excellent electrical conductivity and chemical and mechanical stability as well as their high aspect ratios for field emission devices. CNT emitters made by screen printing the organic binder-based CNT paste may act as a source to release gases inside a vacuum panel. These residual gases may cause a catastrophic damage by electrical arcing or ion bombardment to the vacuum microelectronic devices and may change their physical or electrical properties by adsorbing on the CNT emitter surface. In this study, we analyzed the composition of residual gases inside the vacuum-sealed panel by residual gas analyzer (RGA), investigating the effects of individual gases of different kinds at several pressures on the field emission characteristics of CNT emitters. The residual gases included $H_2$, CO, $CO_2$, $N_2$, $CH_4$, $H_2O$, $C_2H_6$, and Ar. Effect of residual gases on the field emission was studied by observing the variation of the pulse voltages with the duty ratio of3.3% to keep the constant emission current of $28{\mu}A$. Each gas species was introduced to a vacuum chamber up to three different pressures ($5\times10^{-7}$, $5\times10^{-6}$, and $5\times10^{-5}$ torr) each for 1 h while electron emission was continued. The three different pressure regions were separated by keeping a high vacuum of $\sim10^{-8}$ torr for a 1 h. The emission was terminated 6 h after the third gas exposure was completed. Field emission characteristics under residual gases will be discussed in terms of their adsorption and desorption on the surface of CNTs and the resultant change of work function.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.24 no.4
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• pp.264-269
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• 2015

An infrared (IR) bolometer measures the change of resistance by absorbing incident IR radiation and generates a signal as a function of the radiation intensity. Since a bolometer requires temperature stabilization and light filtering except for the infrared rays, it is essential for the device to be packaged meeting conditions that above mentioned. Minimization of heat loss is needed in order to stabilize temperature of bolometer. Heat loss by conduction or convection requires a medium, so the heat loss will be minimized if the medium is a vacuum. Therefore, vacuum packaging for bolometer is necessary. Another important element in bolometer packaging is germanium (Ge) window, which transmits IR radiation to heat the bolometer. To ensure a complete transmittance of IR light, anti-reflection (AR) coatings are deposited on both sides of the window. Although the transmittance of Ge window is high for IR rays, it is difficult to use frequently in low-price IR bolometer because of its high price. In this paper, we fabricated IR window by utilizing silicon (Si) substrate instead of Ge in order to reduce the cost of bolometer packaging. To enhance the IR transmittance through Si substrate, it is textured using Reactive Ion Etching (RIE). The texturing process of Si substrate is performed along with the change of experimental conditions such as gas ratio, pressure, etching time and RF power.

• New & Renewable Energy
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• v.9 no.2
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• pp.23-29
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• 2013

Furnace and laser is currently the most important doping process. However furnace is typically difficult appling for selective emitters. Laser requires an expensive equipment and induces a structural damage due to high temperature using laser. This study has developed a new atmospheric pressure plasma source and research atmospheric pressure plasma doping. Atmospheric pressure plasma source injected Ar gas is applied a low frequency (a few 10 kHz) and discharged the plasma. We used P type silicon wafers of solar cell. We set the doping parameter that plasma treatment time was 6s and 30s, and the current of making the plasma is 70 mA and 120 mA. As result of experiment, prolonged plasma process time and highly plasma current occur deeper doping depth and improve sheet resistance. We investigated doping profile of phosphorus paste by SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy) and obtained the sheet resistance using generally formula. Additionally, grasped the wafer surface image with SEM (Scanning Electron Microscopy) to investigate surface damage of doped wafer. Therefore we confirm the possibility making the selective emitter of solar cell applied atmospheric pressure plasma doping with phosphorus paste.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.213-213
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• 1999

현재 LCD용 기판재료는 ITO/glass를 전극으로 사용하고 있다. 그러나 유리기판은 무겁고 깨지기 쉽기 때문에 사용상 곤란한 점이 많다. 최근 flexible하고 가공성 및 생산성이 우수한 플라스틱한 ITO를 성막하여 EL용, Touch panel, plastic LCD용 사용하려는 시도로, roll-to-roll 연속 스퍼터링에 의한 ITO성막공정에 대한 연구가 최근 활발하게 이루어지고 있다. 폴리머는 유리에 비해 Tg 온도가 낮고, 기판으로부터의 수분 및 여러 종류의 가스방출이 심하기 때문에 유리와는 달리 ITO막의 제조에 있어 큰 차이점이 있다. 따라서, 폴리머에 반응성 스퍼터링을 하기 위해서는 표면처리가 중요한 변수가 되며, roll to roll sputter로 ITO 필름을 얻기 위해서는 폭과 길이 방향으로 균일한 막을 얻는 것이 중요하다. 두께 75$\mu\textrm{m}$, 폭 190mm, 길이 400m로 권취된 광학용 Polyethylene terephthalate(PET:Tg:8$0^{\circ}C$)위에 In-10%Sn의 합금타겟과 Unipolar pulsed DC power supply를 사용하여 반응성 마그네트론 스퍼터링 방법으로 0.2m/min의 속도로 연속 스퍼터링 하였다. PET를 Ar/O2 혼합가스로 플라즈마 전처리를 한 후, AFM, XPS를 이용하여 효과를 분석을 하였고, 성막전에 가스방출을 막기 위해 TiO를 코팅하였다. Pilot 연속 생산공정에서 재현성을 위해 PEM(Plasma Emission Monitor)의 optical emission spectroscopy를 이용, 금속과 산화물의 천이구역에서 sprtter된 I/Sn 이온과 산소 이온의 반응에 의한 최적의 플라즈마의 강도값을 입력하여 플라즈마의 radiation을 검출하고, 스퍼터링 공정중 실질적인 in-situ 정보로 이용하였다. PEM을 통하여 In/Sn의 플라즈마 강도변화를 조사하였다. 초기 In/Sn의 플라즈마 강도(intensity)는 강도를 100하여, 산소를 주입한 결과, plasma intensity가 35 줄어들었고, 이때 우수한 ITO 박막을 얻을 수 있었다. Pulsed DC power를 사용하여 아크 현상을 방지하였다. PET 상에 coating 된 ITO 박막의 표면저항과 광투과도는 4-point prove와 spectrophotometer를 이용하여 분석하였고, AES로 박막의 두께에 따른 성분비를 확인하였다. ITO 박막의 광투과도는 산소의 유량과 sputter 된 In/Sn ion의 plasma emission peak에 따라 72%-92%까지 변화하였으며, 저항은 37$\Omega$/$\square$ 이상을 나타내었다. 박막의 Sn/In atomic ratio는 0.12, O/In의 비율은 In2O3의 화학양론적 비율인 1.5보다 작은 1.3을 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.182-182
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• 1999

The chemisorption effect of CO on the Ni/Cu(001) surface was investigated using LEED(Low Energy Electron Diffraction) and EELS(Electron Energy Loss Spectrscopy0 under the UHV conditions. after mounting the Cu(001) single crystal in the UHV chamber (base pressure 1$\times$10-10Torr), a clean surface was obtained after a few cycles of repeated Ar+ ion sputtering and annealing at about 40$0^{\circ}C$. The epitaxial thin Ni films were formed on the Cu(001) by evaporation from 99.999% Ni block. The pseudomorphic growth and the orderness of the thin Ni films were monitored by c(2$^{\circ}C$2) LEED pattern. CO adlayers on Ni epitaxial thin films were prepared by dosing pure CO has through a leak valve. After CO adsorpton at room temperature, two pairs of peaks were observed by EELS, whose relative intensities are changed as the film thickness is varied and time is elapsed. These two pair of peaks are likely related to different bonding sites (-top and bridge sites) of C-Ni as well as C-O vibration. Experimental results and qualitative interpretation of the spectra wille be discussed. The possibility of using EELS in combination with probe species (CO) to investigate the nature of thin film growth is mentioned. We will report the experimental result of O2 dosage on Ni film and interaction of CO and O2.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.38 no.5
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• pp.193-197
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• 2005

Highly c-axis oriented Zinc oxide (ZnO) films were successfully deposited at room temperature by oxygen ion-assisted pulsed filtered vacuum arc. The effect of oxygen gas ratio ($O_{2}/O_{2}+Ar$ on the preferred orientation, surface morphology and resistivity of the ZnO films were investigated. Highly crystalline ZnO films with (002) orientation were obtained at over $13\%$ of oxygen gas ratio. Increasing oxygen gas ratio up to $80\%$ was found to improve crystallinity of the films. From hall measurements, it was found that the film has n-type characteristic and carrier concentration and its mobility were closely related with oxygen gas ratio. Minimal resistivity of $3.6{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ was obtained in the range of $20\%$ to $40\%$ of oxygen gas ratio.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.98-98
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• 2000

초고집적(ULSI) 반도체 소자의 multilevel metalization을 위한 중간 유저네로서 저 유전상수(k<)와 높은 열적안정성(>45$0^{\circ}C$)을 갖는 새로운 물질을 도입하는 것이 필요하다. 중합체 박막은 낮은 유전상수와 높은 열적 안정성으로 인하여 low-k 물질로 적당하다고 여겨진다. PECVD에 의한 plasma polymer 박막의 증착은 많이 보고되어 왔으마 고밀도 플라즈마 형성이 가능하고 기판으로 유입되는 ion의 energy 조절이 가능한 inductively coupled plasma(ICP) CVD에 의한 plasma polymer 박막에 대한 연구는 보고된 바 없다. 본 연구에서는 Mtehyl-cyclohexane precusor를 사용하여 substrate에 bias를 주면서 inductively coupled plasma(ICP)를 이용하여 플라즈마 폴리머 박막(plasma polymerized methyl-cyclohexane : 이하^g , pp MCH라 칭함)을 증착하였으며 ICP power와 substrate bias(SB) power가 증착된 박막의 특성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 증착된 박막의 유전상 수 및 열적 안정성은 ICP power의 변화에 비해 SB power의 변화에 더 크게 영향을 받았다.^g , pp MCH 박막은 platinum(Pt) 기판과 silicon 기판위에서 같이 증착되었다. Methyl-cyclohexane precursor는 4$0^{\circ}C$로 유지된 bubbler에 담겨지고 carrier 가스 (H2:10%, He:90%)에 의해 reactor 내부로 유입된다.^g , pp MCH 박막은 증착압력 350 mTorr, 증착온도 6$0^{\circ}C$에서 \circled1SB power를 10W에 고정시키고 ICP power를 5W부터 70W까지, \circled2ICP power를 10W에 고정시키고 SB power를 5W부터 70W까지 변화하면서 증착하였다. 유전 상수 및 절연성은 Al/PPMCH//Pt 구조의 capacitor를 만들어서 측정하였으며, 열적 안정성은 Ar 분위기에서 30분간의 열처리 전후의 두께 변화를 측정함으로써 분석하였다. SB power 10W에서 ICP power가 5W에서 70w로 증가함에 따라 유전상수는 2.65에서 3.14로 증가하였다. 열적 안정성은 ICP power의 증가에 따라서는 크게 향상되지 않은 것으로 나타났다. ICP power 10W에서 SB power가 5W에서 70W로 증가함에 따라 유전상수는 2.63에서 3.46으로 증가하였다. 열적 안정성은 SB power의 증가에 따라 현저하게 향상되었으며 30W 이상에서 증착된 박막은 45$0^{\circ}C$까지 안정하였고, 70W에서 증착된 박막은 50$0^{\circ}C$까지 안정하였다. 열적 안정성은 ICP power의 증가에 따라서는 현저하게 향상되었다. 그 원인은 SB power의 인가에 의해 활성화된 precursor 분자들이 큰 에너지를 가지고 기판에 유입되어 치밀한 박막이 형성되었기 때문으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.88-88
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• 2011

ZnO는 직접 천이형 반도체로써, 상온에서 3.4eV에 해당하는 띠틈을 가지고 있다. 뿐만 아니라 60meV의 큰 엑시톤 결합에너지를 가지고 있어 단파장 광전 소자 영역의 LED(Light Emitting Diode)나 LD(Laser Diode)에 널리 사용되고 있다. 하지만 일반적으로 격자틈새 Zn(Zni2+)이온이나 O 빈자리(V02+)이온과 같은 자연적인 도너 이온이 존재하여 n-형 전도성을 나타낸다. 그러므로 ZnO계 LED와 LD의 개발에 있어서 가장 중요한 연구 과제는 재현성 있고 안정된 고농도의 p-형 ZnO박막을 성장시키는 것이다. 하지만, 자기보상효과나 얕은 억셉터 준위, 억셉터의 낮은 용해도로 인하여 어려움을 가지고 있다. 본 연구에서는 고품질의 p-형 ZnO박막을 제작하기 위해 AlN를 도핑시킨 ZnO박막을 RF 마그네트론 스퍼터링 법을 이용하여 Ar과 O2분위기에서 성장시켰다. ZnO와 AlN타겟을 동시에 사용하였으며, ZnO타겟에 걸어준 RF 파워는 80W, AlN타겟에 걸어준 RF 파워는 5~20W로 변화시켰다. 박막의 전기적, 광학적 특성은 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), REELS (Reflection Electron Energy Loss Spectroscopy), XRD (X-ray Diffraction), SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry), AES (Auger Electron Spectroscopy), Hall measurement를 이용하여 연구하였다. XPS측정결과, AlN를 도핑시킨 ZnO박막의 Zn2p3/2와 O1s피크는 undoped ZnO박막의 피크보다 낮은 결합에너지에서 측정되었다. 모든 박막이 결정화 되었으며, (002)방향으로 우선적으로 성장된 것을 확인할 수 있었다. 홀 측정 결과, 기판을 $200^{\circ}C$로 가열하면서 성장시킨 박막이 p-형을 나타내었으며, 비저항(Resistivity)이 $5.51{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}m$, 캐리어 농도(Carrier Concentration)가 $1.96{\times}1018cm^{-3}$, 이동도(Mobility)가 $481cm^2$/Vs이었다. 또한 QUEELS -Simulation에 의한 광학적 특성분석 결과, 가시광선영역에서 투과율이 90%이상으로 투명전자소자로의 응용이 가능하다는 것을 보여주었다.